DE1074560B

DE1074560B - Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid

Info

Publication number: DE1074560B
Application number: DENDAT1074560D
Authority: DE
Inventors: Eric Foster und Noreen Elizabeth Wenallt Jones Reading Berkshire Jack Augustus Radley (Großbritannien)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Publication date: 1960-02-04

Description

Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid, das zur Herstellung von sehr reinem Silicium für elektrische Halbleitervorrichtungen durch thermische Zersetzung von aus dem Siliciumtetrachlorid hergestellten Siliciumwasserstoff bestimmt ist.
Der Siliciumwasserstoff wird beispielsweise durch die bekannte Reaktion von Lithiu#m-Aluminium-Hydrid mit gereinigtem Siliciumtetrachlorid hergestellt. Es kann jedoch auch Kalzium-Aluminium-Hydrid, Magnesi-um-Aluminium-Hydrid oder Aluminiumhydrid an Stelle des Lithium-Aluminium-Hydrids mit Siliciumtetrachlorid zur Reaktion ge- bracht werden.
Da selbst kleinste Mengen von Verunreinigungen, z. B. Arsen, Phosphor und Bor, die Eigenschaften des Siliciums stark beeinträchtigen, muß streng darauf geachtet werden, daß keine Hydride der genannten Elemente in den für die Zersetzung vorgesehenen Silieiumwasserstoff gelangen.
So ist es beispielsweise erforderlich, daß das ver.-wendete Siliciumtetrachlorid besonders gereinigt wird. Arsen, Phosphor und Bor können bis zu einem gewissen Grade -durch fraktionierte Destillation entfernt werden, aber es können kleine Mengen davon zurückbleiben.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Borverbindungen rascher hydrolisiert werden als Siliciumverbindungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid durch partielle Hydrolyse zur Herstellung reinen borfreien Siliciums für elektrische Halbleitervorrichtungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Siliciumtetrachlorid eine gewisse Wassermenge zur Hydrolyse der Borhalogenide in feiner Verteilung in einem Lösungsmittel für das Siliciumtetrachlorld cwder einem inerten Gas zugesetzt wird. Danach wird dieses einer fraktionierten Destillation unterworfen. Man kann z. B. dem Siliciumtetrachlorid ein feuchtes Lösungsmittel, z. B. Diäthylätlier oder Tetrahydrofuran, zusetzen. Das Bortrichlorid, das als Verunreinigung im Siliciumtetrachlorid enthalten ist, wird schneller hydrolysiert als das Siliciumtetrachlorid. Es entsteht ein nichtflüchtiges Hydrolyseprodukt, nämlich Borsäure. Nach Erhitzen mit dem feuchten Lösungsmittel am Rückflußkühler und der fraktionierten Destillation wird ein Siliciumtetrachlorid erhalten, das frei von allen Borspuren ist. Die fraktionierte Destillation zur Reinigung des Siliciumtetrachlorids ist zwar immer erforderlich, jedoch können nur dann alle Spuren von Bortrichlorid entfernt werden, wenn das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet wird.
Nach der Destillation können noch Spuren des Lösungsmittels im Siliciumtetrachlorid enthalten sein, was von der Wirksamkeit,der Fraktionierung abhängt. Sie spielen aber bei der nachfolgenden Reaktion des Silici-umtetrachlorids zur Herstellung von Siliciumwasserstoff keine Rolle, da das gleiche Lösungsmittel bei dieser Reaktion verwendet werden kann und normalerweise auch verwendet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch so ausgeführt werden, daß feuchter Stickstoff oder ein anderes inertes Gas durch Siliciumtetrachlorid hindurch oder über seine Oberfläche geblasen und das Siliciumtetrachlorid dabei gerührt wird.
Auf diese Weise kann man einer Lösung von Siliciumtetrachlorid eine entsprechende Wassermenge hinzufügen.
Nach dem Wasserzusatz und der fraktionierten Destillation wird das gereinigte Siliciumtetrachlorid mit einem geeigneten Hydrid zur Reaktion gebracht, so,daß reiner Siliciumwasserstoff erhalten wird. Dieser wird dann zur Gewinnung reinen Siliciums thermisch zersetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid durch partielle Hydrolyse zur Herstellung reinen, borfreien Siliciums für elektrische Halbleitervorrichtungen, dadurdi gekennzeichnet, daß Odem. Siliciumtetrachlorid eine geringe Wassermenge zur Hydrolyseder Borhalogenide in feiner Verteilung in einem Lösungsmittel für das Silieiumtetrachlorid oder einem inerten Gas zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumtetrachlorid in einem feuchten Lösungsmittel, wie Diäthyläther oder T(#tr-alfy-drofura:fi, gälöst wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feuchter Stickstoff oder ein anderes wasserdampfhaltiges inertes Gas entweder durch das Siliciumtetrachlorid oder eine Lösung desselben oder über dessen Oberfläche geblasen und die Flüssigkeit dabei gerührt wird.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1028 543.